XX项目钢结构焊接专项方案

XXX项目焊接专项方案工程概况建设概况工程建设概况一览表：XXXXX。钢结构工程概况武汉新单个展馆（标准馆）结构组成示意图单个展馆（边馆）结构组成示意图钢结构焊接焊接概况本工程钢结构主要包括钢管柱和钢屋盖，屋盖结构形式分为：（1）展厅屋盖：空间管桁架结构。（2）连接体、展厅的内外网架及登陆厅屋盖：空间网架结构。焊接接头分布焊缝部位截面形状与焊接接头示意图钢管柱对接钢管柱与钢梁连接管桁架相贯连接网架支座焊接铸钢节点与杆件焊接焊接材料选择（1）在确保焊接结构安全、可靠的前提下，根据钢材的化学成分、机械性能、板厚、接头形式；结构的工作条件、使用条件及对焊缝金属的性能要求；焊接工艺性能和技术经济效益等，择优选用焊接材料。焊接材料原则如下表：选用依据选用要点焊接材料的机械性能和化学成分要求对于普通结构钢，通常要焊缝金属与母材等强度，应选用抗拉强度等于或稍高母材的焊条。对于合金结构钢，通常要求焊缝金属的主要合金成分与母材金属相同相近。在被焊结构刚性大、接头应力高、焊缝容易产生裂纹的不利情况，当母材中碳及硫、磷等元素的含量偏高时，焊缝容易产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢焊条。焊件的使用性能和工作要求对承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，还要保证焊缝金属具有较高的冲击韧性和塑性，应选用塑性和韧性指标较高的低氢焊条。接触腐蚀介质的焊件，根据介质的性质及腐蚀特征，选用相应的不锈钢类焊条或其他耐腐蚀焊条。在高温或低温条件下工作的焊件，应选用相应的耐热或低温钢焊条。焊件的结构特点受力状态对结构形状复杂、刚性大及大厚度焊件，由于焊接过程中产生很大的应力，容易使焊缝产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢焊条。对焊接部位难以清理干净的焊件，选用氧化性强，对铁锈、氧化皮油污不敏感的酸性焊条。对受条件限制不能翻转的焊件，有些焊缝处于非平焊位置，应选用全位置焊接的焊条。施工条件及设备在没有直流电源，而焊接结构又要求必须使用低氢焊条的场合，应选用交直流两用低氢焊条。在狭小或通风条件差的场合，选用酸性焊条低尘焊条。操作工艺性能在满产品性能要求的条件下，尽量选用工艺性能好的酸性焊条。经济效益在满足使用性能和操作工艺性的条件下，尽量选用成本低、效率高的焊条。（2）焊接材料根据要求采用以下匹配焊材：焊接材料型号焊条电弧焊焊条E5015、E5016二氧化碳气体保护焊丝ER50-3焊工培训、焊工考试与交底由于每个工程所使用的钢材材质不同，结构的设计特点也不一样，现场开始焊接之前还需要针对工程的具体情况，对合格焊工进行培训并进行技术交底，让他们明白作业过程中必须遵守的焊接工艺，避免盲目作业造成质量事故。按照《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）的焊工考试规定，焊工应进行复训与考核。只有取得合格证的焊工才能进入现场施焊。工程正式开工前进行充分的施工技术交底是我司的优良传统。我们应让每一个施工参与者掌握在本工程施工过程我应当处于“什么时间”、“什么位置”、“干什么”、“怎么干”、“干到什么程度”、“干完提交给谁”。而且，每位焊接施工人员必须熟悉焊接工艺评定确定的最佳焊接工艺参数和注意事项，并且严格执行技术负责人批准的焊接技术要求，以保证焊缝的质量和焊接施工的顺利完成。焊工考试选拔流程表表：序号焊工考试与选拔初选具有焊工资质，持有操作相应焊接项目的合格证的焊工培训针对本工程特点，特别进行焊接球节点与钢管连接，钢管相贯连接的全位置焊接的培训，并进行考试，合格后才允许进入下一轮考试。考试按照《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）的焊工考试规定，对所有焊工进行严格的理论考试和操作技能考试。特别进行焊接球节点与钢管连接，钢管相贯连接的全位置焊接的考试，全部合格后才允许进入复试。复试按照四级焊工的要求对考试合格的焊工进行复试，复试合格后方可进入本工程项目进行焊接施工。焊工理论知识考试焊工理论知识考试应以焊工必须掌握的基础知识及安全知识为主要内容，并应按考核的焊接方法、类别对应出题，内容范围应符合以下规定：焊工理论考试内容表：序号考试内容及要求1焊接安全知识（《焊接与切割安全》GB9448）。2焊接符号识别能力（《焊缝符号表示法》GB324、《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》GB985）。3焊缝外形尺寸要求（《钢结构外形尺寸》GB10854）。4焊接方法表示代号（《金属焊接及钎焊方法在图样上的表式代号》GB5185）。5本工程焊接方法的特点：焊接工艺参数、操作方法、焊接顺序及其对焊接质量的影响。6焊接质量保证、缺陷分级（《焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级》GB/T12469）。7建筑钢结构的焊接质量要求。应符合有关钢结构施工验收规程、规范的要求。8与本工程相适应的焊接材料型号、牌号及使用、保管要求。9焊接常用钢材及本工程使用钢材型号、牌号标志和主要合金成分、力学性能及焊接性能。10焊接设备、装备名称、类别、使用及维护要求。11焊接缺陷分类及定义、形成原因及防止措施的一般知识（《金属熔化焊焊缝缺陷分类》GB6417）。12焊接热输入与焊接规范参数的换算及热输入对性能影响的一般关系。13焊接应力、变形产生原因、防止措施及热处理的一般知识。焊工操作技能考试操作技能考试以检验焊工的操作技能为原则，以检验焊工遵循工艺指令能力及完成致密焊缝能力为主。其分类及适应认可范围符合下表规定：焊工考试分类表：考试分类焊接方法分类代号类别号认可范围焊工手工操作技能基本考试焊工手工操作技能附加考试焊工手工操作技能定位焊考试焊条电弧焊实芯焊丝气体保护焊药芯焊丝气体保护焊药芯焊丝自保护焊非熔化极气体保护焊SMAWGMAWFCAW-GFCAW-SSGTAW12-12-23412-12-234机械操作技能考试气电立焊实芯焊丝气体保护焊EGWGMAW-A78-178-1、8-2、8-3注：多极焊合格可代替单极焊考试，反之不可。焊接技术交底工程正式开工前必须进行充分的施工技术交底，每位焊工必须熟悉焊接工艺评定确定的最佳焊接工艺参数和注意事项，并且严格执行技术负责人批准的焊接技术要求，以保证焊缝的质量和焊接施工的顺利完成。焊接设备选择本工程现场所采用的焊接方法与武汉火车站工程保持一致，主要采用CO2气体保护半自动焊、焊条电弧焊两种方法。主要使用焊接设备如下表：序号设备名称序号设备名称1交直流电焊机9半自动切割机2焊条烘箱10焊缝量规3超声波探伤仪11二氧化碳电弧焊枪4等离子切割枪12等离子切割机5二氧化碳焊机13红外线测温仪6空压机14二氧化碳流量计7焊缝检测工具箱15焊条保温筒8碳弧气刨枪16栓钉焊接机现场焊接工艺评定1、在施工前要进行焊接工艺评定，因本工程所用的焊接母材的焊接设备、焊接材料、焊接工艺与武汉火车站工程的一致，拟用武汉火车站的焊接工艺评定做为本工程的焊接工艺评定，评定的目的是针对各种类型的焊接节点制定完整、合理、详细的工艺流程。2、焊接参数表及焊缝外观尺寸；焊条电弧焊参数表：参数位置电弧电压（V）焊接电流（A）焊条极性层厚(mm)层间温度(℃)焊条型号平焊其它平焊其它首层24～2623～25105～115105～160阳E5003Ф3.2-Ф4.0中间层29～3329～30150～180150～160阳4～586～150表面层25～2725～27130～150130～150阳4～585～150CO2气体保护弧焊平焊参数表：参数位置电弧电压（V）焊接电流（A）焊丝伸出长度层厚(mm)焊条极性气体流量L/min焊丝规格层间温度(℃)≤40＞40首层22-24180-20020-2530-357阳45-50JM-58Ф1.285-150中间层25-27230-2502025-305-6阳40表面层22-24200-23020205-6阳35送丝速度：5.5mm/S；气体有效保护面积：1000mm2，高空焊接时，加大气体流量，增加保护气柱的抗风挺度。CO2气体保护弧焊横、立焊参数表：参数位置电弧电压（V）焊接电流（A）焊丝伸出长度层厚(mm)焊条极性气体流量（L/min）焊丝型号层间温度(℃)≤40＞40首层22-24180-20020-2530-356-7阳50-55JM-58Ф1.285-150中间层25-27230-2502025-305-6阳45-50表面层22-25≤20020205-6阳35-40送丝速度：5.5mm/s；气体有效保护面积：1000mm2，高空焊接时，加大气体流量，增加保护气柱的抗风挺度。焊缝外观尺寸标准表：焊接方法焊缝余高（mm）焊缝错边量（mm）焊缝宽度（mm）平焊其它位置平焊其它位置坡口每边增宽宽度差手工焊0-30-4≤2≤30.5-2.5≤3CO2气体保护焊0-30-4≤2≤30.5-2.5≤3焊接工艺流程工况准备1、焊接条件（1）下雨时露天不允许进行焊接施工，如须施工必须进行防雨处理，在焊接作业区域设置防雨、防风措施。（2）在外界温度小于0℃时，需对焊口两侧75mm范围内预热至30～50℃。（3）若焊缝区空气湿度大于85％，应采取加热除湿处理。（4）焊缝表面干净，应无浮锈、无油漆、无水分。（5）采用焊条电弧焊作业（风力大于5m/s）和CO2气体保护焊（风力大于2m/s）作业时，未设置防风棚或没有防风措施的部位严禁施焊作业。2、准备工作焊接作业准备工作表：序号焊接作业准备工作1焊接作业环境1、下雨时露天不允许进行焊接施工，如须施工必须进行防雨处理，在焊接作业区域设置防雨、防风措施。2、在外界温度小于0℃时，需对焊口两侧75mm范围内预热至30-50℃。3、若焊缝区空气湿度大于85％，应采取加热除湿处理。4、焊缝表面干净，应无浮锈、无油漆、无水分。5、采用焊条电弧焊作业（风力大于5m/s）和CO2气体保护焊（风力大于2m/s）作业时，未设置防风棚或没有防风措施的部位严禁施焊作业。2焊前清理正式施焊前应清除焊渣、飞溅等污物。定位焊点与收弧处必须用角向磨光机修磨成缓坡状且确认无未熔合、收缩孔等缺陷。3电流调试1、焊条电弧焊：不得在木材和组对的坡口内进行，应在试弧板上分别做短弧、长弧、正常弧长试焊，并核对极性。2、CO2气体保护焊：应在试弧板上分别做焊接电流、电压、收弧电流、收弧电压对比调试。4气体检查核定气体流量、送气时间、滞后时间、确认气路无阻滞、无泄露。5焊材准备本工程钢结构现场焊接施工所需的焊接材料和辅材，均有质量合格证书，施工现场设置专门的焊材存储场所，分类保管。用于本工程的焊条使用前均须要进行烘干处理。构件安装定位后，严格按工艺试验规定的参数和作业顺序施焊，并按下述工艺流程作业：现场焊接施工工艺流程图焊接顺序施工中柱对柱、桁架对接的施焊，须遵循下述原则：（1）就整个框架而言，应从整个结构的中部施焊，先形成框架而后向左、右扩展续焊。（2）对柱而言，应先完成全部柱的接头焊接：焊接时无偏差的柱，严格遵循两人同向同速；有偏差的地方，应按向左倒、右先焊，向右倒、左先焊的顺序施焊，确保柱的安装精度。（3）焊接过程，要始终进行柱、桁架标高、水平度、垂直度的监控，发现异常，应及时暂停，通过改变焊接顺序和加热校正等特殊处理。对于应该完成的焊后收缩而未完成，应查明原因，采取促使收缩、释放等措施，不因本应变形较大的未变形、本应收缩值很低的产生较大收缩导致结构安装超差。（4）本工程现场焊接主要采用焊条电弧焊、CO2气体保护半自动焊两种方法。焊接施工分层分区进行，保证每个区域都形成一个空间框架体系，以提高结构在施工过程中的整体稳定性，便于逐区调整校正，最终合拢，这在施工工艺上给高强螺栓的先行固定和焊接后逐区检测创造了条件，而且减少了安装过程中的累积误差。焊接施工焊接作业操作步骤要求表:序号焊接施工1厚板焊接：采用根部手工焊封底、半自动焊中间填充、面层手工焊盖面的焊接方式，带衬板的焊件全部采用CO2气体保护半自动焊焊接。2全部焊段尽可能保持连续施焊，避免多次熄弧、起弧。穿越安装连接板处工艺孔时必须尽可能将接头送过连接板中心，接头部位均应错开。3同一层道焊缝出现一次或数次停顿需再续焊时，始焊接头需在原熄弧处后至少15mm处起弧，禁止在原熄弧处直接起弧。CO2气体保护焊熄弧时，应待保护气体完全停止供给、焊缝完全冷凝后方能移走焊枪。禁止电弧刚停止燃烧即移走焊枪，使红热熔池暴露在大气中失去CO2气体保护。4打底层：在焊缝起点前方50mm处的引弧板上引燃电弧，然后运弧进行焊接施工。熄弧时，电弧不允许在接头处熄灭，而应将电弧引带至超越接头处50mm的熄弧板熄弧，并填满弧坑。运弧采用往复式运弧手法，在两侧稍加停留，避免焊肉与坡口产生夹角，达到平缓过度的要求。5填充层：在进行填充焊接前应清除首层焊道上的凸起部分及引弧造成的多余部分，清除粘连在坡壁上的飞溅物及粉尘，检查坡口边缘有无未熔合及凹陷夹角，如有，必须用角向磨光机除去。CO2气体保护焊时，CO2气体流量宜控制在40～55（L/min），焊丝外伸长20～25mm，焊接速度控制在5～7mm/s，熔池保持水准状态，运焊手法采用划斜圆方法，填充层焊接面层时，应注意均匀留出1.5mm～2mm的深度，便于盖面时能够看清坡口边。6面层焊接：直接关系到该焊缝外观质量是否符合质量检验标准，开始焊接前应对全焊缝进行修补，消除凹凸处，尚未达到合格处应先予以修复，保持该焊缝的连续均匀成型。面层焊缝应在最后一道焊缝焊接时，注意防止边部出现咬边缺陷。7焊接过程中：焊缝的层间温度应始终控制在100～150℃之间，要求焊接过程具有最大的连续性，在施焊过程中出现修补缺陷、清理焊渣所需停焊的情况造成温度下降，则必须用加热工具进行加热，直至达到规定值后方能再进行焊接。焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应报告焊接技术负责人，查清原因，订出修补措施后方可进行处理。8焊后热处理及防护措施：母材厚度25mm≤T≤80mm的焊缝，必须立即进行后热保温处理，后热应在焊缝两侧各100mm宽幅均匀加热，加热时自边缘向中部，又自中部向边缘由低向高均匀加热，严禁持热源集中指向局部，后热消氢处理加热温度为200～250℃，保温时间应依据工件板厚按每25mm板厚1小时确定。达到保温时间后应缓冷至常温。焊接完成后，还应根据实际情况进行消氢处理和消应力处理，以消除焊接残余应力。9焊后清理与检查：焊后应清除飞溅物与焊渣，清除干净后，用焊缝量规、放大镜对焊缝外观进行检查，不得有凹陷、咬边、气孔、未熔合、裂纹等缺陷，并做好焊后自检记录，自检合格后鉴上操作焊工的编号钢印，钢印应鉴在接头中部距焊缝纵向50mm处，严禁在边沿处鉴印，防止出现裂源。外观质量检查标准应符合GB-50221表4-7-13的I级规定。10焊缝的无损检测：焊件冷至常温≥24小时后，进行无损检验，检验方式为UT检测，检验标准应符合JGB-11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级方法》规定的检验等级并出具探伤报告。异种钢材对接焊（铸钢与Q345B对接焊）铸钢件与Q345B钢材的焊接采用带内衬管V形坡口（此坡口形式可减少焊缝断面，减少根部与面缝部收缩差，防止由于焊接应力过度集中在近面缝区产生撕裂现象）。现场主要采用焊条电弧焊焊接，焊条选用低氢型焊条E-5015，直径Φ3.2～4mm（焊缝中扩散氢含量是直接影响焊接接头抗冷裂纹性能的主要因素，除环境条件及钢材表面洁净程度外，决定性因素是材料的影响）。整个焊接过程须一次完成，严格控制返修，必须从组对、校正、复验、预留焊接收缩量、焊接定位、焊前防护、预热、层间温度控制、焊接、后温、保温、质检等各个工序严格要求，确保焊接质量达到设计要求及规范要求。（1）组对组对前将铸钢件接头坡口内壁15～20mm的锈蚀及污物仔细清除，用角向磨光机将凹陷处磨平。坡口清理是工艺重点，其表面不得有不平整，锈蚀现象；在组对时严禁对铸钢件进行硬性敲打。（2）校正，预留焊接收缩量组对后的校正应用专用器具对过度线认真核对，确认无误后，用千斤顶把接头处坡口间隙顶至收弧部大于起焊部1.5～2mm的焊接收缩量以保证整个焊接节点最终的收缩相等，避免焊接应力的产生，然后进行定位焊。（3）焊前防护及焊前清理铸钢件接头处的焊接必须搭设操作平台，做好防风雨措施。定位焊的始焊段与收弧处必须用角向磨光机修磨成缓坡状，采用检查分段并确认无未溶合、裂纹、气孔等焊前缺陷，清除飞溅及粉尘。（4）焊前预热本工程采用的铸钢件与Q345B钢材在焊接时对预热、层温、后温等要求较高。焊前预热即是加热阻碍焊接区自由膨胀、收缩的部位，使其达到预定的温度值。其目的是消除焊接区段骤冷骤热差、文含水分、减缓始焊层温度散失，制约收缩发生的时间。预热范围应沿焊缝中心两侧100mm以内进行全位置均匀加热。由于铸钢件侧与Q345B合金钢侧在管壁厚度方面存在差别，其热量的散失速度也不一样，故在本工程中采用如下预热温度值：铸钢件侧为220～250℃，Q345B合金钢侧为180～200℃。当预热温度达到预定值后，恒温20～30分钟。温度的测试须在离坡口80～100mm处进行，采用远红外温度计测试。加热须绕管运作，以免造成加热不均匀，单点温度过高而造成对铸钢件的损伤。（5）层间温度在焊接过程中，焊缝的层间温度应始终控制在120～150℃之间。要求焊接过程连续，若出现停焊后的续焊，则必须用加热方式加热到规定值后方可继续进行焊接。（6）后热与保温（消氢处理）焊接节点完成且尚未冷却前进行后热与保温处理，即用氧—乙炔中性焰在焊缝两侧各100mm内均匀烘烤，使温度控制在200～250℃后用至少4层石棉布紧裹并用扎丝捆紧，保温至少4小时以上，以保证焊缝的扩散氢有足够的时间逸出来消除氢脆的倾向，稳定金属组织和尺寸并消除部分残余应力。焊后处理序号焊后处理1焊接作业完成后，清理焊缝表面的熔碴和金属飞溅物，焊工自行检查焊缝的外观质量；如不符合要求，应焊补或打磨，修补后的焊缝应光滑圆顺，不影响原焊缝的外观质量要求。2对于重要构件或重要接点焊缝，焊工自行检查焊缝外观合格后，在焊缝附近打上焊工的钢印。3外露钢构件对接接头，应磨平焊缝余高，达到与被焊材料同样的光洁度。焊后应力消除工艺方法应力消除工艺简介应力消除工艺有很多种类，主要常用的有机械消应力法、火焰消应力法、爆炸消应力法等，根据钢结构行业施工特点，我们常用的消应力法为机械消除法和火焰消应力法。机械消除法机械消除法主要常用的为振动消应力法和锤击消应力法。振动消应力法主要采用超声波冲击仪等专业的消应力设备来消除焊接应力；锤击法消应力主要采用小锤锤击已焊接完成的焊缝，利用锤击来消除焊接应力。火焰消除法钢构件焊接完成后，可采用火焰加热的方式对构件进行去应力回火处理。焊接质量检查与检测1、焊缝的外观检验焊缝要求与母材表面匀顺过渡，同一焊缝的焊脚高度要均匀一致。对接焊缝的余高为2～3mm。焊缝外观应均匀、致密，不应有裂纹、焊瘤、气孔、夹渣、咬边弧坑、未焊满等缺陷。一级焊缝不得存在未焊满、根部收缩，咬边和接头不良等缺陷。二级焊缝的外观质量除应符合以上要求外，还应满足《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81－2002第七章7.2.3中有关规定。2、焊缝尺寸检查焊缝尺寸检查采用焊脚量规进行。焊缝焊脚尺寸、焊缝余高、错边应符合《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002第七章表7.2.4-1中有关规定。3、焊缝无损检测目前业主提供的招标图中没有明确焊缝质量等级，本标书按一级焊缝、二级焊缝分别进行叙述。现场采用超声波无损检测检验应符合下列要求。超声波探伤人员必须持有效的资格证书上岗。焊接质检人员必须有丰富的焊接检查经验，并应持证上岗。探伤单位必须有有效的资质。一级焊缝应进行100％的检验，其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》（GB11345）B级检验的Ⅱ级及Ⅱ级以上。二级焊缝应进行抽检，抽检比例应不小于20％。其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》（GB11345）B级检验的Ⅲ级及Ⅲ级以上。4、安装焊缝超声波探伤工作流程安装焊缝超声波探伤工作流程表：序号焊缝无损检测1无损检测在外观检查合格的基础上进行。2进行焊缝无损检测的人员持有无损检测Ⅱ级或者Ⅱ级以上资格证书。3施焊完毕的焊缝待冷却24小时后，铸钢件节点应在焊接完成48小时后，按设计要求对全熔透一级焊缝进行100％的检测。超声波探伤的方法及评定标准按照《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析》（GB1231-1991）进行。4自检合格后，通知监理和业主，组织第三方监督检测和抽检。注明：安装焊缝超声波探伤工作流程及探伤抽检的比例按照现行国家标准《建筑工程施工质量统一验收标准》（GB50300-2001）、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）制定。焊接质量保证措施焊接质量保证体系图：焊接质量控制程序焊接质量控制程序表：控制阶段质量控制内容焊接前质量控制母材和焊接材料的确认与必要复验焊接部位的质量和合适的夹具焊接设备和仪器的正常运行情况焊接规范的调整和必要的试验评定焊工操作技术水平的考核焊接中质量控制焊接工艺参数是否稳定焊条、焊剂是否正常烘干焊接材料选择是否正确焊接设备运行是否正常焊接热处理是否及时焊接后质量控制焊接外形尺寸、缺陷的目测焊接接头质量检验破坏性试验理化试验金相试验其它非破坏性试验无损检测强度及致密性试验焊接区域的清除工作焊接质量控制措施焊接质量控制措施表：序号焊接质量保证措施示意图1焊接施工前搭设焊接防护措施（防风棚、防雨棚等）。红外线测温仪测温对接接头对称焊焊后热处理2焊接使用药芯焊丝，并使用大流量的CO2气体进行焊接保护，增加CO2保护气柱的挺度，提高抗风能力，形成对焊接熔池的渣—气联合保护。3焊接前进行焊口清理，清除焊口处表面的水、氧化皮、锈、油污。4严格按照焊接工艺评定所得参数施焊。5焊接过程中严格控制层间温度。6焊道之间熔渣的清除必须彻底。7分次完成的焊缝，再次焊接前要进行预热处理。8焊接时采取合理的焊接顺序进行施工（如两人、三人或者四人对称焊）。9焊后进行后热处理焊缝返修制度